[发明专利]锂二次电池用钒正极的电化学预处理方法和通过所述方法预处理的锂二次电池用钒正极

说明书

本发明公开了一种锂二次电池用钒正极的电化学预处理方法，所述方法可以通过在将使用钒氧化物(Vsubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;)作为正极的锂二次电池进行充电/放电时抑制钒的溶出来改善正极和电池的寿命特性，并且涉及一种通过所述方法预处理的锂二次电池用钒正极。所述锂二次电池用钒正极的电化学预处理方法包括：a)将无锂钒正极在1.9V以上的电压下放电的步骤；b)通过恒电位仪将所述放电后的钒正极维持在起始电位值或具有最大电流的电位值的电化学预处理步骤；和c)将所述预处理后的钒正极在2.1V至4.0V的电压范围内进行充电和放电的步骤。

技术领域

本申请要求基于2018年7月18日提交的韩国专利申请第10-2018-0083267号的优先权的权益，该韩国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。

本发明涉及一种锂二次电池用正极，更具体地，涉及一种锂二次电池用钒正极的电化学预处理方法，所述方法可以通过在将使用钒氧化物(V₂O₅)作为正极的锂二次电池进行充电/放电时抑制钒的溶出来改善正极和电池的寿命特性，并且涉及一种通过所述方法进行预处理后的锂二次电池用钒正极。

背景技术

随着用于移动装置的技术的发展和对其需求的不断增加，对作为能源的二次电池的需求正在迅速增加。近来，已经实现了将二次电池用作电动车辆(EV)和混合动力电动车辆(HEV)的电源。因此，已经对可以满足各种需求的二次电池进行了许多研究，并且特别是，由于对具有高能量密度、放电电压和输出稳定性的锂二次电池的需求高，因此正在积极地对此进行研究。

锂二次电池的技术最近通过显著的发展而已经应用于各个领域，但是目前，从电池的容量、安全性、输出功率、大型化和小型化的观点出发，正在对多种电池进行研究来克服锂二次电池的限制。具有代表性的是，在容量方面与锂二次电池相比具有大的理论容量的金属空气电池、在安全性方面没有爆炸风险的全固态电池、在输出功率方面输出功率特性优于锂二次电池的超级电容器、在大型化方面的钠硫(Na-S)电池或氧化还原液流电池(RFB)、在小型化方面的薄膜电池等在学术界和工业界被不断研究。

通常，锂二次电池使用诸如LiCoO₂的金属氧化物作为正极活性材料并且使用碳材料作为负极活性材料，并且通过将聚烯烃类多孔隔膜插入负极与正极之间并且浸渗具有诸如LiPF₆的锂盐的非水电解液来制备。然而，LiCoO₂虽然具有工作电压高和容量大的优势，但是具有各种问题，即其由于资源量有限而相对昂贵，具有低的充电/放电电流量，在高于一定电压的电压下具有不稳定的晶体结构，与电解液反应并且因此具有起火风险等。此外，LiCoO₂具有以下缺点：即使当在制造过程中改变一些参数时，它也会显示出非常大的物理性能变化。

该LiCoO₂的替代物之一为LiMn₂O₄。LiMn₂O₄具有低于LiCoO₂的容量，但是具有以下优势：它是廉价的并且没有污染因素。如果看一看作为正极活性材料的典型实例的LiCoO₂和LiMn₂O₄的结构，LiCoO₂具有层状结构并且LiMn₂O₄具有尖晶石结构。当结晶度优异时，作为电池而言，这两种材料通常具有优异的的性能。因此，在制造薄膜电池时为了使这两种材料结晶，必须在形成薄膜的过程中或作为后处理进行热处理工序。因此，为了医疗目的或特殊目的而在诸如塑料的聚合物材料上使用这两种材料制造电池到目前为止是不可能的，这是因为所述聚合物材料无法承受热处理温度。